Обработка отверстий

Обрабатывать отверстия можно: сверлением, зенкерованнем, развертыванием, рас­тачиванием, протягиванием, шлифованием, хонингованием, суперфинишированием, притиркой, калиброванием и раскатыванием.

Сверление используется для образования отверстий в сплошном металле. Отвер­стия диаметром больше 30 мм в сплошном материале сверлят двумя сверлами, т.е. про­изводят сверление и рассверливание.

Для сверления глубоких отверстий применяют пушечные сверла. Для больших диаметров целесообразно использовать кольцевые.

Сверление и рассверливание позволяет получить 11-12 квалитет и Rz = 30…80 мкм.

При изготовлении отверстий по 8 - 10 квалитету точности и Ra-1,2 ... 3,0 мкм по­сле сверления применяют зенкерование.

Отлитые или отштампованные отверстия обычно обрабатываются сразу черновым зенкером, который позволяет получить 9-11квалитет и Rz =15 ... 40 мкм.

При одновременной обработке нескольких отверстий d > 30 мм, находящихся на одной оси в серийном и крупносерийном производствах, применяют оправки с насад­ными зенкерами.

В крупносерийном и массовом производстве широко применяются комбинирован­ные зенкеры, обрабатывающие одновременно отверстие, торец и фаску, а также комби­нированные инструменты: сверло - зенкер.

При необходимости получения точности отверстий до 4 - 5 квалитета и шеро­ховатости Ra = 0,3 мкм применяют развертывание, причем черновое развертывание позволяет получить; 8-9 квалитеты точности и Ra = 1,2 ... 2,0, чистовое разверты­вание: 6-7 квалитеты точности и Ra = 0,6 ... 1,2 и тонкое развертывание 4-5 ква­литет Ra = 0,3 ... 0,6 мкм.

В крупносерийном и массовом производстве часто применяют комбинированные инструменты: сверло - развертка или сверло - зенкер - развертка. Сверление, зенкеро- вание и развертывание отверстий обычно производится на токарных, сверлильных или токарно-револьверных станках.

В единичном, мелкосерийном и серийном производстве используют вертикально­сверлильные или радиально-сверлильные станки. Причем для быстрой смены режущих инструментов на этих станках применяют быстросменные патроны. В мелкосерийном и серийном - станки с ЧПУ. В крупносерийном - агрегатные, в массовом - автоматы и полуавтоматы.

Для окончательной обработки отверстий зачастую применяют тонкое или алмазное растачивание, которое проводится на следующих режимах:

скорость резания для чугуна 120 ... 150 м/мин, для бронзы 300 ... 400 м/мин, для баббита 400 ... 1000 м/мин, для алюминиевых сплавов 500 ... 1500 м/мин.

Достоинствами тонкого растачивания являются:

1. отсутствие шаржирования абразивных зерен;

2. достигается высокая точность: 5-6 квалитет;

3. простота конструкции режущего инструмента.

В последнее время все более широкое применение находит растачивание отверстий широкими резцами, установленными в специальные блоки.

Эти блоки, как правило, делают плавающими.

Растачивание применяют для обработки отверстий d >80 мм.

Растачивание может быть черновое, чистовое и тонкое (алмазное).

Черновое растачивание позволяет получить 10—12 квалитеты точности и Rz = 20 ... 80 мкм, чистовое - 8 - 9 квалитеты точности и Ra = 1,2 ... 5,0 мкм, тонкое - 5 - 7 квали­теты Ra = 0,2 ... 1,2 мкм.

Растачивание отверстий может проводиться на различных токарных, сверлильных, вертикально- и горизонтально-расточных станках с ЧПУ и агрегатных станках, автома­тах и полуавтоматах.

В массовом, крупносерийном и серийном производстве широко применяется протягивание отверстий цилиндрических, шлицевых и других форм.

Цилиндрические отверстия протягивают после сверления или зенкерования, оно заменяет просверливание отверстий и позволяет получить 5-7 квалитеты точности и Ra = 0,3 ... 1,5 мкм.

Протягивание производится на горизонтально- и вертикально-протяжных станках.

Шлифование отверстий производят на внутришлифовальных станках. Диаметр шлифовального круга обычно принимают d_кр < 0,8 ... 0,9£ D_опв, Скорость шлифования - 30 м/с. Однако при шлифовании малых отверстий (d = 15 ... 20 мм) скорость шлифова­ния может быть 10 м/с, так как многие внутришлифовальные станки не могут обеспе­чить 30 м/с при диаметре шлифовального круга 10 ... 15 мм.

Поперечная (радиальная) подача - 0,003 ... 0,15 мм на один двойной ход. Продоль­ная подача: 0,2 ... 0,35 - при чистовом шлифовании и 0,6 ... 0,85 при черновом шлифо­вании (5 - ширина шлифовального круга). В крупносерийном и массовом производстве применяются внутришлифовальные станки полуавтоматы.

Кроме обычного шлифования отверстия больших диаметров могут шлифоваться на станках с планетарным движением шпинделя, а также на станках для бесцентрового шли­фования (рис. 7.6). Шлифование позволяет получить 5-8 квалитеты и Ra = 0,2 ... 2,5.

Хонингование позволяет получить 4-6 квалитеты точности и Ra- 0,04 ... 0,6 мкм.

Хонингование отверстий производится на хонинговальных станках специальной вращающейся головкой (хоном) с раздвижными абразивными или алмазными брусками, имеющими, кроме того, возвратно-поступательное движение. Перемещение брусков в радиальном направлении осуществляется механическим, гидравлическим или пневмати­ческим устройством.

Рекомендуемые режимы Хонингования: припуск - 0,05 ... 0,1 мм, скорость враще­ния хонинговальной головки - 60 75 м/мин для стали; скорость воз в рати о-посту на­

тельного движения головки — 12 ... 15 м/мин.

В настоящее время с успехом используется хонингование алмазными брусками для черновой обработки.

В последнее время для повышения несущей способности поверхности (увеличение /_р) с масляными карманами от предшествующей обработки (рис. 7,7) с успехом применяет­ся плосковершинное хонингование. Оно позволяет получить: /_]О60, Sm= 0,05 ... 0,5 при Ra= 0,4 ... 1,0 мкм.

Притирка (доводка) отверстий производится на токарных, сверлильных, внутри­шлифовальных и специальных притирочных станках.

Притирка производится чугунными или медными притирами, прижимаемыми к по­верхности детали пружинами. Притирка позволяет получить 4-5 квалитет точности, Ra = 0,04 ... 0,2 мкм, t₁₀50, Sm = 0,05 ... 0,2, погрешность формы не исправляет. В послед­нее время все более широкое применение имеют доводочные бруски из синтетических алмазов.

Рис. 7.6. Шлифование отверстий большого диаметра на бесцентрово-шлифовальном станке

Рис. 7.7. Профиль поверхности после плосковершинного хонингования:

I - исходный профиль шероховатости

Калибрование и дорнование отверстий заключается в продавливании или протяги­вании стального закаленного шарика или специального дорна через обрабатываемое отверстие, имеющее несколько меньшие размеры по сравнению с размерами калибрую­щего дорна, при этом, за счет пластических деформаций, диаметр отверстия увеличива­ется, поверхностный слой упрочняется, а поверхность становится гладкой.

Скорость дорнования - 2 ... 7 м/мин.

Достигаемая точность - 5 - 6 кввлитеты, шероховатость Ra = 0,02 ... 0,6 мкм, 0о50, Sm = 0,02 ... 0,5 мм.

Калибрование (дорнование) производится на прессах, протяжных или волочильных станках.

Дорнование может быть использовано для одновременной обработки отверстий втулок и их запрессовки.

Раскатывание отверстий заключается в обкатывании поверхности отверстия под­пружиненными или жесткими шариками или роликами. Обычно для раскатывания от­верстий применяют много шариковые или многороликовые нерегулируемые и регули­руемые раскатки.

Скорость раскатывания - 30 ... 150 м/мин. Продольная подача - 0,01 ... 0,05 мм/об на один шарик и 0,1 ... 0,5 мм/об ролика.

Раскатывание практически не изменяет исходную точность и позволяет получить Ra- 0,21 ... 1,2 мкм. Процесс осуществляется на токарных, сверл вдьных и риедиалышх раскатных станках.